果蝇“我还没死”(INDY)是一种跨质膜的柠檬酸转运蛋白,柠檬酸是柠檬酸循环中的关键代谢物。INDY 的部分缺乏会延长寿命,类似于热量限制的效果。在这项工作中,我们使用低温电子显微镜在 2.7 至 3.6 ˚A 的分辨率范围内确定有和没有柠檬酸的情况下以及与著名抑制剂 4,4 9 -二异硫氰基-2,2 9 -二磺酸二苯乙烯 (DIDS) 复合时的 INDY 结构。结合体外获得的功能数据,INDY 结构揭示了 H + /柠檬酸共转运机制,其中芳香族残基 F119 充当单门元件。它们还提供了有关二聚化界面处的蛋白质 - 脂质相互作用如何影响转运蛋白的稳定性和功能,以及 DIDS 如何破坏转运循环的见解。
由于缺乏全面的数据集和缺陷类型的多样性,自动检测增材制造的 Ti6Al4V 材料中的微观结构缺陷面临巨大挑战。本研究介绍了一种应对这些挑战的新方法,即开发专门针对扫描电子显微镜 (SEM) 图像的微观结构缺陷数据集 (MDD)。我们使用此数据集训练和评估了多个 YOLOv8 模型(YOLOv8n、YOLOv8s、YOLOv8m、YOLOv8l 和 YOLOv8x),以评估它们在检测各种缺陷方面的有效性。主要结果表明,YOLOv8m 在精度和召回率之间实现了平衡,使其适用于可靠地识别各种缺陷类型中的缺陷。另一方面,YOLOv8s 在效率和速度方面表现出色,尤其是在检测“孔隙”缺陷方面。该研究还强调了 YOLOv8n 在检测特定缺陷类型方面的局限性以及与 YOLOv8l 和 YOLOv8x 相关的计算挑战。我们的方法和发现有助于科学地理解增材制造中的自动缺陷检测。MDD 的开发和 YOLOv8 模型的比较评估通过提供检测微结构缺陷的强大框架来推进知识水平。未来的研究应侧重于扩展数据集和探索先进的 AI 技术,以提高检测准确性和模型泛化能力。
细化参数 闭合构象 开放构象 地图分辨率(掩蔽) 3.54Å 4.02Å 地图分辨率(未掩蔽) 3.55Å 4.03Å FSC(模型)(掩蔽)= 0.143 2.28Å 3.35Å 相关系数(掩蔽) 0.77 0.60 Ramachandran 允许值 100% 98.53% 表 2 PHENIX 40 中实空间细化的闭合和开放构象的冷冻电镜统计数据。447
异质外延及其应用研究中心 (CRHEA) 是一个专门从事半导体材料外延的研究实验室,特别是宽带隙半导体,如 III 族氮化物材料 (GaN、AlN)、氧化锌 (ZnO)、碳化硅 (SiC) 及其在洁净室中的微纳米加工。CRHEA 还研究二维材料,如石墨烯、氮化硼和过渡金属二硫属化物以及超导 (NbN) 和新型铁电材料 (ScAlN、ZnMgO)。这些材料被加工成微电子、光电子、光子学、超表面和量子异质结构的设备。CRHEA 还开展纳米科学和晶体生长的基础研究。CRHEA 涉及的主要领域涉及能源转型、未来通信以及环境和健康。该实验室拥有九个分子束外延生长反应器和六个气相生长反应器。它还拥有用于材料结构表征的工具,包括最先进的透射电子显微镜 (TEM) (https://www.crhea.cnrs.fr/ACT-M/index.htm) 和用于微纳米制造的洁净室。CRHEA 拥有 70 名研究人员,其年度预算为 450 万欧元(不包括工资)。
由于其出色的物理,化学和电化学特性,热解碳已成为各种技术应用的有前途的材料[1]。热解碳可以通过在受控条件下在高温和惰性气氛中的受控条件下的聚合物碳前体进行热解。通过调整热解条件,碳原子的杂交以及衍生碳的物理化学特性可以量身定制。尽管一些研究人员试图以原子量规模研究石墨化过程,但全面的理解仍然难以捉摸。透射电子显微镜(TEM)非常适合研究纳米级热处理过程中聚合物薄膜的石墨化[2]。的确,TEM提供了原位分析能力的优势,这些功能可以揭示热解过程中热解碳的纳米结构。但是,聚合物薄膜样品的制备仍然是一个挑战。这项工作介绍了通过两光子聚合物化(2pp)3D打印技术的基于mems的TEM加热芯片(密集溶剂)上悬浮的聚合物薄膜结构的微结构[3]。我们还报告了原位研究的结果,用于追踪热解碳的石墨化。
氧化芳香族底物的酶已在一系列基于细胞的技术中显示出效用,包括活细胞邻近标记 (PL) 和电子显微镜 (EM),但也存在一些缺点,例如需要有毒的 H 2 O 2 。在这里,我们探索了漆酶作为哺乳动物细胞中 PL 和 EM 的一种新型酶类。LaccID 是通过 11 轮定向进化从祖先真菌漆酶产生的,它使用 O 2 而不是有毒的 H 2 O 2 催化多种芳香族底物的单电子氧化,并且对活细胞和固定细胞的表面质膜均表现出活性选择性。我们表明,LaccID 可与基于质谱的蛋白质组学一起使用,以绘制通过抗原特异性 T 细胞受体与肿瘤细胞结合的 T 细胞不断变化的表面组成。此外,我们使用 LaccID 作为可遗传编码的标签,用于在哺乳动物细胞培养物和苍蝇大脑中通过 EM 可视化细胞表面特征。我们的研究为未来基于细胞的 LaccID 应用铺平了道路。
该预印本版的版权持有人于2024年8月15日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.04.22.590491 doi:Biorxiv Preprint
超快电子显微镜提供了一种类似电影和时间的材料结构动力学的访问,但是到目前为止,基本原子运动或电子动力学的速度太快而无法解决。在这里,我们通过激光生成的Terahertz光的单光周期报告了透射电子显微镜中电子脉冲的全光控制,压缩和表征。这个概念提供了孤立的电子脉冲,并将透射电子显微镜的空间分辨率与通过激光光周期提供的时间分辨率合并。我们还报告了多电子状态的全光控制,并在时域中找到了实质性的两电子和三电子反相关。这些结果开辟了可能性原子和电子运动的可能性,以及它们在时空中基本维度上的量子相关性。
摘要:界面结构和化学演变是电池和其他电化学系统安全性、能量密度和寿命的基础。在锂电沉积过程中,可能会出现局部非平衡条件,从而促进异质锂形态的形成,但直接研究这些条件具有挑战性,尤其是在纳米尺度上。在这里,我们绘制了锂电沉积过程中活性铜/电解质界面的化学微环境,并展示了一种新方法——原位冷冻低温电子显微镜 (cryo-EM),用于锁定纽扣电池中出现的结构。我们发现局部离子耗竭与锂晶须有关,但与平面锂无关,我们假设耗竭源于根部生长的晶须在生长界面消耗离子,同时限制离子通过局部电解质的传输。这可能导致危险的锂形态传播,即使在浓电解质中也是如此,因为离子耗竭有利于树枝状晶体的生长。因此,原位冷冻冷冻电镜可以揭示活性电化学界面处的局部微环境,从而能够直接研究能源设备运行过程中出现的特定地点的非平衡条件。